Міністерство освіти і науки, молоді та спорту україни

Національний університет«львівська політехніка»

Розрахунок димової труби на сейсмічні впливи

Методичні вказівки

до розрахункової роботи №3 з дисципліни «Проектування сейсмостійких споруд» для студентів спеціальності 7.060101 «Промислове та цивільне будівництво» та 7.070203 «Пожежна безпека в будівництві»

Затверджено

на засіданні кафедри

«Будівельні конструкції та мости»

Протокол № від 2013р.

ЛЬВІВ - 2013

Розрахунок димової труби на сейсмічні впливи. Методичні вказівки до розрахункової роботи з дисципліни «Проектування сейсмостійких споруд»

Укл.: Кархут І.І., Чернявська Л.Г. – Львів: Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2013 – с.

Укладачі

Кархут І.І., канд. техн. наук, доцент Чернявська Л.Г., інженер

Відповідальний за випуск: Крочак О.В.., канд. техн. наук, доцент

Рецензенти: Хміль Р.Є., канд. техн. наук, доцент

Пелешко І.Д., канд. техн. наук, доцент

Визначити розрахункове сейсмічне навантаження на залізобетонну димову трубу (рис. 1), призначену для будівництва в районі з підвищеною сейсмічністю. Вихідні дані студент вибирає згідно варіанту з таблиці (Додаток А).

Рис. 1. Залізобетонна димова труба.

1. Аналітичний розрахунок

Стовбур труби ділимо на 10 розрахункових ділянок, однакової довжини по висоті. Задаємося діаметром плити фундаменту димової труби D_ф= Н, зовнішнім діаметром оголовка труби D_ог.= Н та зовнішнім діаметром труби в основі D_осн.= Н. Товщину фундаментної плити приймаємо D_ф. Товщину залізобетонної стінки труби приймаємо змінною по висоті стовбура. Товщину стінки в рівні верху оголовка труби приймаємо 200-300мм, а на рівні верху фундаментної плити 400-600мм. За розрахункову товщину стінки труби на кожній з десяти ділянок по висоті стовбура приймаємо її по середині висоти ділянки.

Розрахунок основних параметрів системи зведимо в таблицю 1.

Для визначення періоду і форми вільних коливань використаємо наближені залежності, які враховують деформації згину, зсуву і податливості основи:

де висота труби, що вимірюється від верху фундаменту;

висота до точки, яка розглядається;

радіус інерції основи труби;

об’ємна вага матеріалу труби;

Коефіцієнти і для кожної форми коливань визначаються за наведеними в «Инструкция по определению расчетной сейсмической загрузки для зданий и сооружений Госстройиздат 1962р», графіками в залежності від параметрів і (де моменти інерції поперечного перерізу стовбура труби в оголовку і в основі, площа основи фундаменту).

Визначимо вказані вище параметри. Площа поперечного перерізу стовбура труби в основі і відповідний момент інерції:

Момент інерції оголовка труби:

Таблиця 1

№ ділянки	Зовнішній діаметр, м	Товщина стінк, м	Довжина ділянки, м	Висота від основи до цен тяж діл	Відносна висота,	Вага ділянки, т	І форма коливань				ІІ форма коливань				ІІІ форма коливань
							X1j	Η1j	Cейсмічна сила S1j,T	Згинаючий момент Mj, Тм	X2j	Η2j	Cейсмічна сила S2j,T	Згинаючий момент Mj, Тм	X3j	Η3j	Cейсмічна сила S3j,T	Згинаючий момент Mj, Тм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
фунд	-	-	-	-	-	-	-	-	-		-	-	-		-	-	-

Площа основи фундаменту:

Радіус інерції поперечного перетину труби в основі:

Знайдемо параметри:

Графіки для визначення і побудовані для значень в межах від 0 до 0,0001. Приймаємо для подальших розрахунків , що рівносильно зменшенню піддатливості ґрунту, а відповідно, і розрахункових періодів власних коливань. Це приведе до деякого збільшення сейсмічного навантаження, тобто розрахунок буде зроблений із запасом міцності.

За графіками роботи «Инструкция по определению расчетной сейсмической загрузки для зданий и сооружений Госстройиздат 1962 р», визначаємо величини коефіцієнтів і для трьох перших форм коливань і записуємо в таблицю 2.

Таблиця 2

Форми коливань	Коефіцієнт частоти,	Коефіцієнти форми
Перша
Друга
Третя

Періоди вільних коливань:

Для визначення форми вільних коливань труби визначимо значення коефіцієнта:

Підставимо в вираз для обчислення переміщень значення і відповідні значення і та отримаємо наступні вирази для визначення трьох форм вільних коливань труби:

Результати обчислення для всіх трьох форм коливань зводимо в табл.1.

Знаючи переміщення , знайдемо коефіцієнти трьох форм коливань за залежністю:

• відношення сум:

Значення коефіцієнтів знайдемо за наступною залежністю і зводимо в табл.1:

Для визначення сейсмічних сил знайдемо значення коефіцієнтів динамічності для категорії ґрунтів:

• для і-тих форм коливань, у яких ,

• для і-тих форми коливань, у яких , , або знаходимо з графіка 2.2 ДБН В.1.1-12:2006;

Знаючи коефіцієнти динамічності, визначаємо величини сейсмічних сил за наступними залежностями враховуючи, сейсмічність району:

де - коефіцієнт, враховуючий непружні деформації і локальні пошкодження елементів споруди, приймається по табл.2.3 ДБН В.1.1-12:2006;

коефіцієнт відповідальності споруди, приймається по табл.2.4 ДБН В.1.1-12:2006;

коефіцієнт, який враховує кількість поверхів. Для стінових конструктивних систем приймається не більше 1,8;

горизонтальне сейсмічне навантаження за і-ою формою власних коливань споруди, яке визначається за залежністю:

відносне прискорення ґрунту для району з підвищеною сейсмічністю;

коефіцієнт, що враховуює нелінійне деформування ґрунтів, приймається за табл. 2.6 ДБН В.1.1-12:2006.

Величини сейсмічних сил наводимо в табл.1.

Епюри згинаючих моментів, що відповідають трьом формам коливання, показуємо на рисунку, а також будуємо сумарну епюру моментів, ординати якої обчислюємо за залежністю: